TIDA-010948

具有位置反馈和工业通信协议的 6 轴电机控制参考设计

TIDA-010948

设计文件

概述

本参考设计展示了使用 2 个 TI Sitara™ MCU-AM243x 器件处理 6 轴控制型电机驱动器(采用简单开放实时千兆以太网 (SORTE_G) 连接)的能力。在该设计中,其中一个 AM243x 器件包含 1 个 800MHz R5F 内核,可针对具有增量编码器的 6 个独立电机以 62.5μs 周期时间执行闭环磁场定向控制。此 AM243x 的一个可编程实时单元 (PRU) 内核可充当 SORTE_G 控制器,用于发送请求和接收 6 轴电机角度。另一个 AM243x 器件的 PRU 内核则可充当 SORTE_G 器件,用于发送 6 轴电机角度,这些角度将由此 AM243x 上的其他 PRU 内核进行解码,并在每个周期内发送至控制器端。AM243x 还支持多协议绝对编码器和多协议工业以太网。

特性
  • 18 通道 EPWM 和 18 通道 ICSSG_PRU PWM,可根据 6 个 FOC 环路的输出生成 PWM 波形
  • 12 通道 Σ-Δ 滤波固件支持连续采样,并可针对 6 个直接连接的电机的相电流反馈,在 PRU 内核之间实现负载共享
  • 由 ICSSG 实施的 SORTE_G 固件。包括适用于 EtherCAT®、PROFINET® 或千兆位 TSN 的扩展选项
  • 6 个电流和速度独立闭环的 FOC,周期时间为 62.5μs
  • 借助 EQEP 模块和 PRU 内核进行解码的 6 通道增量编码器
  • 通过 ICSSG 扩展了多编码器协议选项,例如 EnDAT、HDSL、Biss C、Tamagawa 和 Nikon A
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设计文件和产品

设计文件

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参考设计概述和经过验证的性能测试数据

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设计布局和元件的详细原理图

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设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

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元件放置方式设计布局的详细原理图

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IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

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包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

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用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

Arm Cortex-R MCU

AM2434具有工业通信和信息安全功能且频率高达 800MHz 的四核 Arm® Cortex®-R5F MCU

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BLDC 驱动器

DRV8316具有集成电流检测功能和集成 FET、40V 最大电压、8A 峰值电流的三相电机驱动器

数据表: PDF | HTML
Precision ADCs

AMC1035具有 ±1V 双极输入和 2.5V 基准输出的精密 Δ-Σ 调制器

数据表: PDF | HTML
RS-485 和 RS-422 收发器

THVD1450具有 ±18kV IEC ESD 保护功能的 3.3V 至 5V RS-485 收发器

数据表: PDF | HTML

技术文档

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设计指南 采用位置反馈和工业通信协议的 6 轴电机控制参考设计 PDF | HTML 英语版 2025年 1月 22日

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